题目

高炉气中含有的气体主要有N2、CO、CO2等．在含有大量N2的高炉气体系中，富集CO的技术关键在于要有对CO选择性好的吸附材料，从而实现CO和N2的分离． （1）由CO可以直接合成许多C1化工产品，如生产甲醇．已知： 2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1453kJ•mol﹣1 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1 又知CO（g）燃烧热△H=﹣283kJ•mol﹣1，则CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=　　kJ•mol﹣1． （2）工业上常采用醋酸亚铜氨溶液来吸收CO，该反应的化学方程式如下： CH3COOCu（NH3）2 （aq）+CO（g）⇌CH3COOCu（NH3）2•CO（aq）△H＜0 吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨，可采取的措施有　　． a．适当升高温度     b．适当降低温度     c．增大压强      d．减小压强 （3）到目前为止，CO吸附剂的开发大多数以铜（+1）为活性组分负载在各种载体上，然后采用变压吸附（PSA）方式在含N2体系中脱出CO．下图是变压吸附回收高炉气中CO的流程图． ①PSA﹣I吸附CO2时间对PSA﹣II中CO回收率的影响见图，由此可见，为了保证载铜吸附剂对CO的吸附和提纯要求，应采取的措施是　　． ②从PSA﹣II中富集得到的CO有广泛的用途，除生产甲醇外，列举其中一种用途　　． ③检验放空气体中是否含有CO的实验操作是：将该气体通入氯化钯（PdCl2）溶液中，观察是否有黑色的单质钯生成，写出对应的化学方程式　　． （4）已知：Ksp（CaCO3）=a，Ksp[Ca（OH）2]=b，将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应，达到平衡后，测得溶液c（OH﹣）=c mol•L﹣1，则c（CO32﹣）=　 }　mol•L﹣1（用含a、b、c的代数式表示）． 答案：【考点】反应热和焓变；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用． 【分析】（1）CO（g）燃烧热△H=﹣283kJ•mol﹣1，依据燃烧热概念书写热化学方程式，结合2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1453kJ•mol﹣1 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1，和盖斯定律计算得到CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）反应的热化学方程式； （2）吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨，平衡逆向进行，结合平衡移动原理分析选项； （3）①CO吸附剂的开发大多数以铜（+1）为活性组分负载在各种载体上，然后采用变压吸附（PSA）方式在含N2体系中脱出CO，图象方向可知时间越长CO回收率越高； ②一氧化碳是可燃性气体燃烧过程中放热； ③为了检测CO对空气的污染情况，常需用到氯化钯（PdCl2）溶液．将CO气体通入氯化钯（PdCl2）溶液中（水也参与反应），能产生黑色金属钯、CO2和一种酸．请写出该反应的化学反应方程式； （4）将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应，达到平衡后发生的反应为：Ca2++CO32﹣⇌CaCO3+2OH﹣，平衡常数K===，据此计算碳酸根离子浓度． 【解答】解：（1）CO（g）燃烧热△H=﹣283kJ•mol﹣1， CO（g）+O2（g）=CO2（g）△H=﹣283kJ•mol﹣1，① 2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l）△H=﹣1453kJ•mol﹣1  ② 2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H=﹣571.6kJ•mol﹣1③ （①×2+③×2﹣②）得到CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l）△H=﹣128.1KJ/mol， 故答案为：﹣128.1； （2）CH3COOCu（NH3）2 （aq）+CO（g）⇌CH3COOCu（NH3）2•CO（aq）△H＜0，反应是气体体积减小的放热反应， a．适当升高温度平衡向吸热反应分析进行，则升温平衡逆向进行，可以重新生成醋酸亚铜氨，故a正确；     b．适当降低温度平衡向放热反应方向进行，不能重新生成醋酸亚铜氨，故b错误；    c．增大压强平衡向气体体积减小的方向进行，不能重新生成醋酸亚铜氨，故c错误；      d．减小压强平衡向气体体积增大的方向进行，可以重新生成醋酸亚铜氨，故d正确； 故答案为：ad； （3）①CO吸附剂的开发大多数以铜（+1）为活性组分负载在各种载体上，然后采用变压吸附（PSA）方式在含N2体系中脱出CO，图象方向可知时间越长CO回收率越高，为了保证载铜吸附剂对CO的吸附和提纯要求，应采取的措施是尽量在PSA﹣I中将CO2 脱除（保证PSA﹣I吸附CO2的时间）， 故答案为：尽量在PSA﹣I中将CO2 脱除（保证PSA﹣I吸附CO2的时间）； ②一氧化碳是可燃性气体燃烧过程中放热，可以作为燃料， 故答案为：作燃料； ③CO气体通入氯化钯（PdCl2）溶液中（水也参与反应），能产生黑色金属钯、CO2和一种酸，由质量守恒定律，该酸为盐酸，反应的俄化学方程式为：CO+PdCl2+H2O═Pd+CO2+2HCl， 故答案为：CO+PdCl2+H2O═Pd↓+2HCl+CO2； （4）将少量CO2气体通入石灰乳中充分反应，达到平衡后发生的反应为：Ca2++CO32﹣⇌CaCO3+2OH﹣，平衡常数K===，达到平衡后，测得溶液c（OH﹣）=c mol•L﹣1，则c（CO32﹣）=mol/L， 故答案为：． 　

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